Poussière interstellaire

Qu'est qu'une poussière interstellaire ?

L'univers est rempli d'un milieu diffus constitué de poussière, c'est elle qui donne naissance aux étoiles et qui se répand à la mort de l'étoile, dans l'espace interstellaire. Mais la poussière recyclée par la machine stellaire, celle que l'on voit dans l'univers ou dans notre système solaire n'est pas la même que celle que l'on connait dans nos maisons. La poussière de nos maisons est principalement produite par l'érosion des objets, tous les éléments connus sur Terre sont représentés.
La poussière interstellaire est la matière éjectée par les étoiles en fin de vie, c'est-à-dire des résidus de combustions complètes et des composés silicatés, essentiellement du carbone, de l'oxygène et du silicium synthétisés dans les étoiles.
Les poussières de l'Univers voyagent au grès de la gravitation et se rencontrent partout, surtout dans les nébuleuses. Ces immenses nuages de poussière favorisent la naissance des étoiles.
La poussière qui se promène dans le système solaire vient principalement des comètes et astéroïdes et date des débuts de la formation du système. Aujourd'hui, dans certaines conditions on peut voir une lueur produite par la réflexion de la lumière du Soleil sur les particules de poussières du disque zodiacal, cette lueur s'appelle la lumière zodiacale.

Ce disque de poussières poussé par le rayonnement solaire, s'étend entre Mercure et Mars. La quantité de particules de poussière nécessaire pour produire la lumière zodiacale est extrêmement faible, il suffit d'une particule par km.
La poussière existe aussi dans le milieu intergalactique et bien sûr en quantité encore plus faible.
La particule interplanétaire de poussière capturée (image ci-contre) est principalement composée de glace, de carbone et d'une agglomération de micro grains minéraux de silice. Elle mesure 10 microns de large, soit un dixième du diamètre du cheveu humain. Le silicium s'associe facilement à l'oxygène pour former le dioxyde de silicium (SiO2). D'ailleurs le silicium est le principal constituant de l'écorce terrestre (25.7% de la masse) après l'oxygène (46.4%).
La recherche de ce type de particule se fait grâce à des collecteurs de poussières embarqués dans les satellites spatiaux spécialement conçus à cet effet. Dans la structure en aérogel des collecteurs de poussières, les scientifiques extraient ces particules qui nécessitent pour être étudiées, la prise d'environ 1,5 million de photographies à travers un puissant microscope. Chacune des photographies ne couvrent qu'une section extrêmement réduite de la raquette de collecte.

Image : Image d'une poussière interplanétaire de 10 microns, capturée, à haute altitude dans la stratosphère, par les collecteurs plats d'un avion U2 (2001). crédit NASA.

A la recherche de poussières

La mission de la sonde spatiale STARDUST (poussières d'étoiles) lancée par la NASA le 7 février 1999, était de récolter des poussières interstellaires.
Elle est passée à travers la queue de la comète On peut dire qu'une comète est une grosse boule de neige sale mélangée à de la poussière, ayant en son centre un gros caillou.
Par le hasard des perturbations certains cailloux quittent un jour le nuage de Oort et plongent en direction du Soleil, chauffé, leur gaz s'évapore, une longue chevelure se déploie, ils sont devenus des comètes. Datant de la naissance du Soleil (5 milliard d'années), les comètes détiennent les plus anciennes archives du système Solaire.  Wild 2 en janvier 2004 et est revenue sur Terre le 15 janvier 2006 après avoir collecté une grande quantité de poussières interstellaires et cométaires. C’est la première sonde à avoir ramené des particules de comète, elle a parcouru 4,5 milliards de km dans le système solaire. La nouvelle mission de la sonde STARDUST, depuis juillet 2007, est le survol de la comète Tempel 1 qu'elle atteindra le 14 février 2011.
Tempel1 avait été percuté volontairement par l'impacteur de la sonde Deep Impact afin d'obtenir de plus amples informations sur les poussières cométaires et particules interstellaires. Stardust mesure 1,7 m de long, 66 cm de large et de profondeur et pèse 385 kg (254 kg pour la sonde, 46 kg pour le module de retour et 85 kg de combustible). Le travail d'analyse des photographies prises par STARDUST est gigantesque.

C’est pour cela que la NASA a lancé le projet Stardust@home appelant au secours la communauté des internautes.
Stardust@home encourage les internautes volontaires à rechercher des impacts de poussière interstellaire à travers un microscope virtuel.

Image : Le collecteur de particules (Aerogel sample collector) de Stardust est sur le SRC (Sample Return Capsule), la capsule de retour. Les différentes poussières sont capturées dans de l'aérogel, ressemblant à de la mousse.
Le collecteur mesure environ 1m² de surface, sur laquelle est fixé l'aérogel. Une face sert à la collecte des particules interstellaires, et l'autre à celle des particules cométaires. Quand une particule à haute vitesse entre en contact avec l'aérogel, elle y pénètre en creusant un cône de plus de 200 fois sa propre longueur.

La poussière construit les étoiles et les planètes

Les nébuleuses, du latin 'nebula' (nuage), composées de nuages de gaz et de poussières au milieu des étoiles, sont à la fois des pouponnières actives et des cimetières d'étoiles.
Ces splendeurs de nuages poussières sont éclairées par les étoiles qu'elles contiennent ou par les étoiles situées derrière elles. Ce sont les plus belles images d'astronomie que l'on puisse obtenir actuellement. Les nébuleuses nous font admirer dans le champ du télescope de merveilleuses agglomérations d'étoiles, de poussières interstellaires et de gaz coloré inondant le ciel. Plus le télescope est puissant plus les images sont merveilleuses. Les longues poses dévoilent la palette entière des couleurs en particulier l'étonnante couleur rose de l'hydrogène.

William Hershel découvrit les nébuleuses obscures, nuages de gaz et de poussières sans étoile, trop denses pour laisser passer la lumière des étoiles situées derrière.

Image : En une seule image toutes les splendeurs du centre de la nébuleuse de la lagune ou M8 ou NGC 6523.
Les poussières se répandent sur presque toute l’image, laissant simplement apercevoir l'étoile brillante Herschel 36 qui éclaire cette région.
Les vastes murs de poussière cachent et rougissent d'autres jeunes étoiles chaudes à peine visibles en transparence, sur cette photographie.

Poussières d'étoiles

Cette vaste étendue cosmique de poussières, de gaz et d’étoiles couvre quelque 3 degrés d’arc sur le ciel dans la grande constellation de l’hémisphère nord, Persée. A droite du centre de l'image ci-contre, se trouve la nébuleuse par réflexion NGC 1333 aux couleurs bleutées. Elle est située à quelque 1000 années-lumière de notre système solaire. À cette distance, le champ de l’image mesure près de 50 années-lumière. À côté de NGC 1333, on aperçoit les reflets rougeâtres de l'hydrogène excité par les jets énergétiques et les vents en provenance d'étoiles en cours de formation. D’autres nébuleuses par réflexion sont éparpillées dans l’image, ainsi que des nébuleuses de poussières sombres éclairées par la diffuse luminescence rouge de l’hydrogène. Ces vastes nuages de gaz et de poussières masquent les régions de formation d’étoiles ainsi que les jeunes objets stellaires et autres protoétoiles.

Cela rend aveugle les télescopes fonctionnant dans le spectre des couleurs visibles.

nota: Les nébuleuses par réflexion sont d'immenses nuages de poussières qui réfléchissent la lumière de plusieurs étoiles voisines et assez lumineuses pour rendre la poussière réfléchissante.
Lorsque les étoiles sont très chaudes, elles causent l'ionisation des gaz du nuage, créant une nébuleuse en émission. Les nébuleuses par réflexion sont généralement bleues. Les nébuleuses par réflexion et les nébuleuses en émission sont souvent rassemblées en un seul type, les nébuleuses diffuses.

Image : Crédit & Copyright: Máximo Ruiz

Poussière cosmique

Cette étendue cosmique de poussières prise par le télescope spatial Hubble est fantomatique. On aperçoit un V inversé, bien brillant au milieu de l'image, qui délimite le sommet de cette montagne de poussière interstellaire. En général, ce genre de nébuleuse remplie de poussière sombre, héberge une région de formation d’étoiles. Les premières nébuleuses de poussière ont été observées dans des images prises en infrarouge par le satellite IRAS en 1983.
Cette image du télescope spatial Hubble, publiée en 2010, a révélé de nouveaux détails, mais n’a pas pour autant résolu l’énigme de ce brillant pic de lumière au sommet de la nébuleuse. Il semble que l'étoile qui illumine le sommet en V inversé ait quitté la nébuleuse.
Cette nébuleuse appelée IRAS 05437+2502 est faiblement lumineuse.

IRAS 05437+2502 ne couvre dans le ciel que 1/18e de la superficie de la Lune. Cette petite nébuleuse de poussières se situe dans la constellation du Taureau.

Image : Qu’est-ce qui illumine la faible nébuleuse IRAS 05437+2502 ?
Crédit : ESA, Hubble, NASA